一种核电站蒸汽发生器隔离系统的制作方法

阅读：评论：0

1.本实用新型属于核电技术领域，具体涉及一种核电站自驱型蒸汽发生器隔离系统。

背景技术：

2.核电厂主蒸汽或者主给水管线破裂时会导致一回路过冷和安全壳压力升高。一回路过冷会产生负的温度系数导致功率不可控异常突增，安全壳压力升高会影响到安全壳的完整性；同时热冲击会影响到蒸汽发生器的完整性。此时需要快速关闭蒸汽发生器的入口主给水隔离阀和出口主蒸汽隔离阀，把蒸汽发生器隔离，缓解上述后果的发生。
3.现有核电厂蒸汽发生器隔离使用的主给水隔离阀及主蒸汽隔离阀一般采用液压驱动型隔离阀，设置线性的活塞液动/气动执行机构，活塞上部为加压氮气，下部为液压油。通过液压油泵克服氮气压力开启阀门。收到阀门关闭信号时，下部液压油泄压，靠上部氮气驱动阀门关闭。
4.现有技术中至少存在如下问题：使用液压驱动型隔离阀的蒸汽发生器隔离系统辅助控制系统复杂，当辅助系统故障时不能保证蒸汽发生器可靠隔离。

技术实现要素：

5.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种核电站蒸汽发生器隔离系统。
6.本实用新型的一个方面提供一种核电站蒸汽发生器隔离系统。所述系统包括：蒸汽发生器、主给水管道、主蒸汽管道、主给水隔离阀和主蒸汽隔离阀；所述蒸汽发生器的入口与所述主给水管道的出口相连通，所述蒸汽发生器的出口与所述主蒸汽管道的入口相连通；所述主给水隔离阀串设于所述主给水管道，所述主蒸汽隔离阀串设于所述主蒸汽管道；其中，所述主给水隔离阀和所述主蒸汽隔离阀中的至少一者能够通过所在管道内的水压或蒸汽压力驱动开闭。
7.可选的，所述系统还包括第一预启阀；所述第一预启阀并联于所述主给水隔离阀的两端，以在所述主给水隔离阀开启前向所述蒸汽发生器预先充水。
8.可选的，所述系统还包括：第一压力表和第二压力表；所述第一压力表串设于所述主给水管道且靠近所述主给水隔离阀的入口；所述第二压力表串设于所述主蒸汽管道且靠近所述主蒸汽隔离阀的入口；其中，在所述第一压力表和所述第二压力表的压力值接近时，所述主给水隔离阀开启且所述第一预启阀关闭。
9.可选的，所述系统还包括第二预启阀；所述第二预启阀并联于所述主蒸汽隔离阀的两端，以在所述主蒸汽隔离阀开启前向所述主蒸汽管道预先排入蒸汽。
10.可选的，所述系统还包括：第三压力表；所述第三压力表串设于所述主蒸汽管道且靠近所述主蒸汽隔离阀的出口；所述系统包括第二压力表时，在所述第二压力表和所述第三压力表的压力值接近时，所述主蒸汽隔离阀开启且所述第二预启阀关闭。
11.可选的，所述主给水隔离阀和所述主蒸汽隔离阀分别为自驱型隔离阀。
12.可选的，所述系统还包括第一排水管道、减温器和排水池，所述第一排水管道的进口与所述主给水管道相连通且靠近所述蒸汽发生器的入口；所述第一排水管道的出口与所述排水池的入口相连通；所述减温器与所述第一排水管道相连通。
13.可选的，所述系统还包括第二排水管道，所述第二排水管道的进口与所述主给水管道相连通且靠近所述主给水隔离阀的入口，所述第二排水管道的出口与所述第一排水管道相连通。
14.可选的，所述主给水管道设置有第一截止阀；所述主蒸汽管道设置有第二截止阀；所述第一排水管道设置有第三截止阀；所述第二排水管道设置有第四截止阀。
15.可选的，所述系统还包括疏水管道，所述疏水管道的入口与所述主蒸汽管道相连通，所述疏水管道的出口用于连接凝汽器；所述疏水管道入口背离所述主蒸汽隔离阀的入口；所述疏水管道串设有疏水阀。
16.本实用新型实施例的一种核电站蒸汽发生器隔离系统中，主给水隔离阀和所述主蒸汽隔离阀采用所在管道内的水压或蒸汽压力驱动开闭，阀门体积小，不需要额外辅助支撑系统，在事故情况下，主给水隔离阀及主蒸汽隔离阀可以快速关闭，可靠性高。
附图说明
17.图1为本实用新型的一种核电站蒸汽发生器隔离系统的结构示意图；
18.图2为现有技术一种自驱型隔离阀的结构示意图。
19.图中：
20.1、弹性闸板；2、闸板阀腔；3、第一充压管；4、第二充压管；5、第一腔室；6、第二腔室；7、活塞；8、阀杆凸轮；9、卡簧锁紧机构；10、第二泄压电磁阀；11、第一泄压电磁阀；12、主给水泵；13、第一截止阀；14、第一压力表；15、主给水隔离阀；16、第一预启阀；17、蒸汽发生器；18、第二压力表；19、主蒸汽隔离阀；20、第二预启阀；21、第三压力表；22、第二截止阀；23、第三截止阀；24、减温器；25、排水池；26、第四截止阀；27、疏水阀；28、主给水管道；29、第一排水管道；30、第二排水管道；31、主蒸汽管道；32、疏水管道。
具体实施方式
21.为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。
22.如图1和2所示，一种核电站蒸汽发生器隔离系统，所述系统包括：蒸汽发生器17、主给水管道28、主蒸汽管道31、主给水隔离阀15和主蒸汽隔离阀19；所述蒸汽发生器17的入口与所述主给水管道28的出口相连通，所述蒸汽发生器17的出口与所述主蒸汽管道31的入口相连通；所述主给水隔离阀15串设于所述主给水管道28，所述主蒸汽隔离阀19串设于所述主蒸汽管道31；其中，所述主给水隔离阀15和所述主蒸汽隔离阀19中的至少一者能够通过所在管道内的水压或蒸汽压力驱动开闭。
23.具体的，本实施例中的所述主蒸汽隔离阀19和所述主给水隔离阀15至少一者能够通过所在管道内的水压或蒸汽压力驱动开闭；如图2所示，所述隔离阀包括：第一腔室5、第二腔室6、活塞7、第一泄压电磁阀11和第二泄压电磁阀10等。第一泄压电磁阀11控制第一腔
室5内的压力，第二泄压电磁阀10控制隔离阀第二腔室6内的压力，利用第一、第二腔室压差驱动活塞7，带动隔离阀开闭。正常运行时当接收到隔离阀关闭信号时，下腔室泄压电磁阀开启，上腔室压力驱动活塞7关闭隔离阀，使蒸汽发生器17可靠隔离。
24.本实施例中的隔离阀利用所在管道内的水压或蒸汽压力驱动开闭，不需要额外辅助控制系统，隔离阀体积小，结构简单，在事故情况下，主给水隔离阀和主蒸汽隔离阀可以快速关闭，使得蒸汽发生器可靠隔离，随后可以使用蒸汽压力重新开启所述主给水隔离阀和主蒸汽隔离阀，建立蒸汽发生器冷却，防止给水直接进入蒸汽发生器造成冷冲击。
25.示例性的，如图1所示，所述系统还包括第一预启阀16；所述第一预启阀16并联于所述主给水隔离阀15的两端，以在所述主给水隔离阀15开启前向所述蒸汽发生器17预先充水。
26.具体的，所述主给水隔离阀设置有所述第一预启阀，使用给水压力开启主给水隔离阀前通过所述第一预启阀对蒸汽发生器预先充水，防止主给水隔离阀开启后对蒸汽发生器传热管束及管板造成水锤冲击。
27.示例性的，如图1所示，所述系统还包括：第一压力表14和第二压力表18；所述第一压力表14串设于所述主给水管道28且靠近所述主给水隔离阀15的入口；所述第二压力表18串设于所述主蒸汽管道31且靠近所述主蒸汽隔离阀19的入口；其中，在所述第一压力表14和所述第二压力表18的压力值接近时，所述主给水隔离阀15开启且所述第一预启阀16关闭。
28.具体的，通过所述第一压力表14和所述第二压力表18监测所述主给水隔离阀15前后压力，在开启第一预启阀16向所述蒸汽发生器预先充水后，当所述第一压力表14和所述第二压力表18监测到所述主给水隔离阀15前后压力相接近时，开启所述主给水隔离阀15，同时关闭所述第一预启阀16，以防止所述主给水隔离阀后空管开启过程中隔离阀的下腔室压力不足导致主给水隔离阀开启不成功。此处，所述的当所述第一压力表14和所述第二压力表18监测到所述主给水隔离阀15前后压力相接近是指所述第一压力表的压力值略大于或略小于所述第二压力表的压力值，最好的情况是，所述第一压力表的压力值等于所述第二压力表的压力值。
29.示例性的，如图1所示，所述系统还包括第二预启阀20；所述第二预启阀20并联于所述主蒸汽隔离阀19的两端，以在所述主蒸汽隔离阀19开启前向所述主蒸汽管道31预先排入蒸汽。
30.同样的，所述主蒸汽隔离阀设置有第二预启阀，使用蒸汽压力开启所述主蒸汽隔离阀前通过开启所述第二预启阀对主蒸汽管道进行暖管及升压，防止蒸汽对所述主蒸汽管道造成热冲击。
31.示例性的，如图1所示，所述系统还包括：第三压力表21；所述第三压力表21串设于所述主蒸汽管道31且靠近所述主蒸汽隔离阀19的出口；所述系统包括第二压力表18时，在所述第二压力表18和所述第三压力表21的压力值接近时，所述主蒸汽隔离阀19开启且所述第二预启阀20关闭。
32.具体的，通过所述第二压力表18和第三压力表21监测所述主蒸汽隔离阀19前后的压力，在开启第二预启阀20向所述主蒸汽管道31预先排入水或蒸汽后，当第二压力表18和第三压力表21监测到所述主蒸汽隔离阀19前后压力相接近时，开启所述主蒸汽隔离阀19，
同时关闭所述第二预启阀20，以防止主蒸汽隔离阀后空管开启过程中隔离阀的下腔室压力不足导致主蒸汽隔离阀开启不成功。此处，第二压力表18和第三压力表21监测到所述主蒸汽隔离阀19前后压力相接近是指所述第二压力表的压力值略大于或略小于所述第三压力表的压力值，最好的情况是，所述第二压力表的压力值等于所述第三压力表的压力值。
33.示例性的，如图2所示，所述主给水隔离阀15和所述主蒸汽隔离阀19分别为自驱型隔离阀。
34.具体的，如图2所示，所述自驱型隔离阀包括：弹性闸板1、闸板阀腔2、第一充压管3、第二充压管4、第一腔室5、第二腔室6、活塞7、阀杆凸轮8、卡簧锁紧机构9、第一泄压电磁阀11和第二泄压电磁阀10。
35.更具体的，如图2所示，所述活塞7的第一端为活塞销(图中未示出)，所述活塞的第二端为弹性闸板1；所述自驱型隔离阀还设置有管腔(图中未示出)，所述管腔两端用于与管道相连通。所述弹性闸板1在所述管腔和所述闸板阀腔2内运动，关于弹性闸板1的形状这里不限定。所述活塞7的第一端端部为阀杆凸轮8。所述闸板阀腔2在自驱型隔离阀关闭时用于收容所述弹性闸板1；所述弹性闸板1自驱型隔离阀开启时用于阻断所在管道内的水或蒸汽。所述阀杆凸轮8与所述卡簧锁紧机构9卡接，所述阀杆凸轮8与所述卡簧锁紧机构9的具体结构，如图2所示，这里不赘述，只要是可以实现阀杆凸轮8与所述卡簧锁紧机构9卡接的结构都可以应用于本实施例的隔离阀。
36.所述活塞销两侧分别被其隔离出第一腔室5和第二腔室6，所述第一泄压电磁阀11连接所述第一腔室5，所述第二泄压电磁阀10连接所述第二腔室6；所述第一充压管3两端分别与所述闸板阀腔2和第一腔室5相连通，所述第二充压管4两端分别与所述闸板阀腔2和第二腔室6相连通。
37.更具体的，所述自驱型隔离阀动作原理如下：
38.所述自驱型隔离阀未上电时，第二泄压电磁阀10失电关闭，第一泄压电磁阀11失电开启。自驱型隔离阀上电后，在关阀状态，第一泄压电磁阀11得电关闭，隔离阀前后管道建立水压或蒸汽压力后，隔离阀的弹性闸板1受压变形，管路内水或者蒸汽流入闸板阀腔2，经第一充压管3和第二充压管4分别流入第一腔室5、第二腔室6建立压力，点击开阀后，第二泄压电磁阀10得电开启，第二腔室6泄压，第一腔室5保压，第一、第二腔室压差使隔离阀开启。阀杆凸轮8进入卡簧锁紧机构9，使隔离阀可靠开启。隔离阀开启到位后，时间继电器动作，断开第二泄压电磁阀10电源，第二泄压电磁阀10失电关闭，第二腔室6恢复压力。
39.当收到自驱型隔离阀关闭信号时，第一泄压电磁阀11失电开启，第一腔室5泄压，第一、第二腔室压差使隔离阀快速关闭，隔离阀关到位后，时间继电器使第一泄压电磁阀11恢复供电，第一泄压电磁阀11得电关闭，第一腔室5恢复压力。
40.隔离阀开启前若隔离阀下游未建立压力，隔离阀开启过程中，管路压力下降，第一腔室5压力不足，隔离阀不能可靠开启，同时若隔离阀开启时隔离阀两侧压差过大，隔离阀的弹性闸板1挤压在阀座上，造成闸板密封面损伤，使隔离阀密封不严。
41.本实施例中的自驱型隔离阀，其结构简单、体积小，不需要额外辅助支撑系统，开启可靠性高。通过预启阀和压力表，可以使自驱型隔离阀开启时弹性闸板前后压力接近，防止自驱型隔离阀开启时弹性闸板单侧挤压造成闸板密封面损伤，使隔离阀密封不严。
42.示例性的，如图1所示，所述系统还包括第一排水管道29、减温器24和排水池25，所
述第一排水管道29的进口与所述主给水管道28相连通且靠近所述蒸汽发生器17的入口；所述第一排水管道29的出口与所述排水池25的入口相连通；所述减温器24与所述第一排水管道29相连通。
43.具体的，所述减温器24优选喷水式减温器，所述减温器24喷水口与所述第一排水管道29相连通。
44.示例性的，如图1所示，所述系统还包括第二排水管道30，所述第二排水管道30的进口与所述主给水管道28相连通且靠近所述主给水隔离阀15的入口，所述第二排水管道30的出口与所述第一排水管道29相连通。
45.具体的，所述第二排水管道30用于将所述主给水管道28中的存水排入所述排水池25，防止蒸汽进入所述主给水管道28造成水锤冲击，及蒸汽发生器17内蒸汽进入主给水管道28暖管，暖管过程中疏水通过所述第二排水管进入排水池25。
46.示例性的，如图1所示，所述主给水管道28设置有第一截止阀13；所述主蒸汽管道31设置有第二截止阀22；所述第一排水管道29设置有第三截止阀23；所述第二排水管道30设置有第四截止阀26。
47.具体的，通过各截止阀控制相应管道的阻通，使得所述隔离系统更加灵活。
48.示例性的，如图1所示，所述系统还包括疏水管道32，所述疏水管道32的入口与所述主蒸汽管道31相连通，所述疏水管道32的出口用于连接凝汽器；所述疏水管道32入口背离所述主蒸汽隔离阀19的入口；所述疏水管道32串设有疏水阀27。
49.具体的，所述主蒸汽管道31内的水通过疏水管道32排入凝汽器。
50.需要说明的是，所述系统还包括主给水泵12，所述主给水泵12的出口与所述主给水管道28的入口相连通。本实施例中核电站蒸汽发生器隔离系统工作原理：
51.机组启动时，启动主给水泵12，打开第一截止阀13，将所述主给水管道28压力升至3mpa以上时，开启第一预启阀16，对蒸汽发生器17预先注水，当第一压力表14和第二压力表18压力显示值接近时，开启主给水隔离阀15，主给水隔离阀15全开后，关闭第一预启阀16。
52.开启第二预启阀20，对主蒸汽管道31注入给水，当第二压力表18和第三压力表21显示值接近时，开启主蒸汽隔离阀19，主蒸汽隔离阀19全开后，关闭第二预启阀20。同时，打开第二截止阀22，疏水阀27，将主蒸汽管道31内的水通过所述疏水管道32排入凝汽器。随着反应堆功率提升，给水在蒸汽发生器17内吸收反应堆产生的热量逐步变成蒸汽，当主蒸汽管道31内不再产生疏水时关闭疏水阀27。
53.事故情况下需要隔离蒸汽发生器时，主给水隔离阀15和主蒸汽隔离阀19快速关闭，此时蒸汽发生器17内温度远高于给水温度，不能直接通入给水否则会造成蒸汽发生器17出口管板冷冲击受损。此时，打开第三截止阀23，通过减温器24投入减温水，将蒸汽发生器17内存水排入所述排水池25内，使蒸汽发生器17内蒸汽压力下降至3mpa左右，然后关闭第三截止阀23。排水过程中同步对蒸汽发生器17舱室进行通风降温，使蒸汽发生器17出口管板温度逐步降低。
54.当蒸汽发生器17出口管板温度降低至接近给水温度时，准备将蒸汽发生器17通入给水，重新启动机组，打开第四截止阀26，开启减温器24，投入减温水，将主给水管道28内存水排入排水池25，防止蒸汽进入主给水管道28造成水锤冲击；然后，微开第一预启阀16，蒸汽发生器17内蒸汽进入主给水管道28暖管，暖管过程中疏水通过第二排水管道30进入排水
池25，暖管完成后关闭第四截止阀26，全开第一预启阀16，当第一压力表14和第二压力表18压力显示值接近时，开启主给水隔离阀15，主给水隔离阀15全开后，关闭第一预启阀16。
55.同时，开启疏水阀27，微开第二预启阀20，蒸汽发生器17内蒸汽进入主蒸汽管道31进行暖管，暖管过程中疏水通过疏水管道32排入凝汽器。暖管完成后关闭疏水阀27，全开第二预启阀20，当第二压力表18与第三压力表21显示值接近时，开启主蒸汽隔离阀19，主蒸汽隔离阀19全开后，关闭第二预启阀20。此时，重新启动主给水泵12和第一截止阀13，对蒸汽发生器17进行注水，机组重新启动。
56.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种核电站蒸汽发生器隔离系统，其特征在于，所述系统包括：蒸汽发生器、主给水管道、主蒸汽管道、主给水隔离阀和主蒸汽隔离阀；所述蒸汽发生器的入口与所述主给水管道的出口相连通，所述蒸汽发生器的出口与所述主蒸汽管道的入口相连通；所述主给水隔离阀串设于所述主给水管道，所述主蒸汽隔离阀串设于所述主蒸汽管道；其中，所述主给水隔离阀和所述主蒸汽隔离阀中的至少一者能够通过所在管道内的水压或蒸汽压力驱动开闭。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第一预启阀；所述第一预启阀并联于所述主给水隔离阀的两端，以在所述主给水隔离阀开启前向所述蒸汽发生器预先充水。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：第一压力表和第二压力表；所述第一压力表串设于所述主给水管道且靠近所述主给水隔离阀的入口；所述第二压力表串设于所述主蒸汽管道且靠近所述主蒸汽隔离阀的入口；其中，在所述第一压力表和所述第二压力表的压力值接近时，所述主给水隔离阀开启且所述第一预启阀关闭。4.根据权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第二预启阀；所述第二预启阀并联于所述主蒸汽隔离阀的两端，以在所述主蒸汽隔离阀开启前向所述主蒸汽管道预先排入蒸汽。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：第三压力表；所述第三压力表串设于所述主蒸汽管道且靠近所述主蒸汽隔离阀的出口；所述系统包括第二压力表时，在所述第二压力表和所述第三压力表的压力值接近时，所述主蒸汽隔离阀开启且所述第二预启阀关闭。6.根据权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，所述主给水隔离阀和所述主蒸汽隔离阀分别为自驱型隔离阀。7.根据权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第一排水管道、减温器和排水池，所述第一排水管道的进口与所述主给水管道相连通且靠近所述蒸汽发生器的入口；所述第一排水管道的出口与所述排水池的入口相连通；所述减温器与所述第一排水管道相连通。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第二排水管道，所述第二排水管道的进口与所述主给水管道相连通且靠近所述主给水隔离阀的入口，所述第二排水管道的出口与所述第一排水管道相连通。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述主给水管道设置有第一截止阀；所述主蒸汽管道设置有第二截止阀；所述第一排水管道设置有第三截止阀；所述第二排水管道设置有第四截止阀。10.根据权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括疏水管道，所述疏水管道的入口与所述主蒸汽管道相连通，所述疏水管道的出口用于连接凝汽器；所述疏水管道入口背离所述主蒸汽隔离阀的入口；
所述疏水管道串设有疏水阀。

技术总结

本实用新型提供一种核电站蒸汽发生器隔离系统，所述系统包括：蒸汽发生器、主给水管道、主蒸汽管道、主给水隔离阀和主蒸汽隔离阀；所述蒸汽发生器的入口与所述主给水管道的出口相连通，所述蒸汽发生器的出口与所述主蒸汽管道的入口相连通；所述主给水隔离阀串设于所述主给水管道，所述主蒸汽隔离阀串设于所述主蒸汽管道；其中，所述主给水隔离阀和所述主蒸汽隔离阀中的至少一者能够通过所在管道内的水压或蒸汽压力驱动开闭。本实用新型的所述主给水隔离阀和所述主蒸汽隔离阀通过所在管道内的水压或蒸汽压力驱动快速开闭，所述主给水隔离阀和所述主蒸汽隔离阀结构简单，不需要额外辅助支撑系统，就能够使蒸汽发生器可靠隔离。离。离。